[發(fā)明專利]基于自由空間光通信的相干跟蹤系統(tǒng)及補(bǔ)償方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810998215.5
• 申請(qǐng)日: 2018-08-29
• 公開（公告）號(hào): CN109274432A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王蕊;曹長慶;曾曉東;吳曉鵬;馮喆珺;閆旭;王顯;寧金娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/61
• 分類號(hào): H04B10/61;H04B10/11
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

1.基于自由空間光通信的相干跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，包括：光路單元(1)、探測單元(2)和接收前端電路單元(3)；

所述光路單元(1)將待測信號(hào)光分成兩路正交本振光和正交信號(hào)光；

所述探測單元(2)將兩路所述正交本振光和所述正交信號(hào)光轉(zhuǎn)換為四路電信號(hào)；

所述接收前端電路單元(3)對(duì)接收的四路所述電信號(hào)進(jìn)行分析，計(jì)算出偏移誤差并將所述偏移誤差反饋至光路單元，直至X方向輸出的電流I_X和Y方向輸出的電流I_Y相等。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自由空間光通信的相干跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述光路單元(1)包括激光器(11)、快速反射鏡(12)、慢速反射鏡(13)和分光鏡(14)；

所述激光器(11)發(fā)射與所述待測信號(hào)光頻率相同且相位穩(wěn)定的本振光；

所述快速反射鏡(12)和所述慢速反射鏡(13)對(duì)所述待測信號(hào)光進(jìn)行準(zhǔn)直；

所述分光鏡(14)將所述本振光與準(zhǔn)直后的信號(hào)光相干后，生成兩路所述正交本振光和所述正交信號(hào)光。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于自由空間光通信的相干跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述探測單元(2)包括兩個(gè)二元探測器(21)，兩個(gè)所述二元探測器(21)的溝道正交；兩個(gè)所述二元探測器(21)將兩路所述正交本振光和所述正交信號(hào)光轉(zhuǎn)換為四路所述電信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于自由空間光通信的相干跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述接收前端電路單元(3)包括控制電路(31)、放大器(32)、加法運(yùn)算電路(33)和減法運(yùn)算電路(34)；

所述控制電路(31)接收四路所述電信號(hào)，并計(jì)算出所述偏移誤差，通過所述放大器(32)、所述加法運(yùn)算電路(33)和所述減法運(yùn)算電路(34)將所述偏移誤差反饋至所述激光器(11)、所述快速反射鏡(12)和所述慢速反射鏡(13)，并調(diào)節(jié)所述快速反鏡(12)，對(duì)所述信號(hào)光的位置偏移進(jìn)行補(bǔ)償，直至所述X方向輸出的電流I_X和所述Y方向輸出的電流I_Y相等。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于自由空間光通信的相干跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述快速反射鏡(12)為大口徑振鏡，所述大口徑振鏡用于補(bǔ)償?shù)皖l率且大振幅的抖動(dòng)；所述慢速反射鏡(13)為小口徑振鏡，所述小口徑振鏡用于補(bǔ)償高頻率且小振幅的抖動(dòng)。

6.基于自由空間光通信的相干跟蹤補(bǔ)償方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：待測信號(hào)光經(jīng)快速反射鏡(12)、慢速反射鏡(13)準(zhǔn)直后與本振光通過分光鏡(14)生成兩路正交本振光和正交信號(hào)光；

S2：兩路所述正交本振光和所述正交信號(hào)光相干后分別輸出到兩個(gè)溝道正交的二元探測器(21)中，輸出四路電信號(hào)；

S3：若控制電路(31)不能接收所述電信號(hào)，或所述控制電路(31)能夠接收到所述電信號(hào)，但X方向和Y方向輸出電流值不同，說明位置探測產(chǎn)生偏移誤差，將所述偏移誤差反饋至所述快速反射鏡(12)、所述慢速反射鏡(13)和所述激光器(11)，并調(diào)節(jié)所述快速反射鏡(12)對(duì)所述信號(hào)光的位置偏移進(jìn)行補(bǔ)償，直到所述信號(hào)光入射到所述二元探測器(21)的中心位置，此時(shí)X方向輸出的電流I_X和Y方向輸出的電流I_Y相等，則完成位置跟蹤。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于自由空間光通信的相干跟蹤補(bǔ)償方法，其特征在于，四路所述電信號(hào)為：

其中，E_L,E_S分別為本振光和回波信號(hào)光強(qiáng)度；k₁,k₂為本振光在兩方向上的分量；k₃,k₄為信號(hào)光在兩方向上的分量；φ為本振光相位；ω_if為本振光與回波信號(hào)光的頻率差；t為時(shí)間自變量。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于自由空間光通信的相干跟蹤補(bǔ)償方法，其特征在于，所述X方向輸出的電流I_X和所述Y方向輸出的電流I_Y分別為：